CN201168542Y - 连续制备低露点低温干燥空气的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连续制备低露点低温干燥空气的装置，主要由以下部分组成：初效空气过滤器、引风装置、一级表面冷媒冷却器、转轮除湿机、一级深冷冷媒冷却器、二级深冷冷媒冷却器、箱体，在箱体的端部设有气体进口，在箱体的尾部设有气体出口，在箱体内由端部至尾部依次设有初效空气过滤器、引风装置、一级表面冷媒冷却器、转轮除湿机、一级深冷冷媒冷却器、二级深冷冷媒冷却器，所述的初效空气过滤器、引风装置、一级表面冷媒冷却器、转轮除湿机、一级深冷冷媒冷却器、二级深冷冷媒冷却器通过风道依次串联。其中的转轮除湿机由转轮和空气再生装置组成。本装置可以连续制备绝对含水量为0.0003g水/kg，露点达到－80℃～－90℃的干空气。

Description

连续制备低露点低温干燥空气的装置

技术领域

本实用新型涉及一种适用于制药、食品、生化产品等需要低温低湿空气来速冻和保持物品的品质的低露点低温干燥空气的制备装置，特别涉及一种低露点低温干燥空气的连续制备装置。

背景技术

目前，在制备低露点、低温干空气的技术领域中主要采用的方法是直接利用液氮或者液体二氧化碳、利用上述两种低温流体的换冷装置来获得。但是直接利用液氮或者液体二氧化碳时，气体的温度很难恒定，同时由于无法循环回用，使得上述两种流体的资源浪费，大大增加了使用单位的成本。如果利用上述流体进行冷交换来获得低温低露点的气体，但是液氮的冷交换器制作要求高，而且由于空气没有预处理除湿造成换冷器表面结冰，直接影响空气的制冷效果和后续工艺。因此，本实用新型涉及的制备方法和装置具有结构简单可靠，设备维护成本低，运行连续且经济合理的特点。

申请号为200420002547.7的专利申请中涉及了一种恒温恒湿空气处理机组，其中空气是通过先后与冷冻水盘管和冷媒蒸发器盘管进行热交换来达到降温除湿的目的的，这种通过热交换使得水分冷凝的除湿方式，由于过低温度会使得水分在冷媒蒸发器表面结冰而无法获得低露点和低温的空气。

申请号为200520067391.5的专利申请中涉及了一种专用组合式空调机技术，采用了转轮除湿技术和制冷式表面冷却器，但是其制冷和除湿程度只能达到一般空调的要求，对于要求露点在-80℃以下，温度为-65℃以下，上述装置根本无法实现。

申请号为200620134197.9的专利申请涉及了一种带循环功能除湿型空气处理装置，但是，它同样是针对空调机理进行的，所以无法实现真正的低露点和低温气体的制备。

发明内容

针对现有技术中生产成本高、不能有效得到低温低露点的气体、制备的气体温度难以恒定的缺点，本实用新型提供了一种操作简单、运行连续、最终气体温度可控的低露点低温干燥空气的连续制备装置。

一种用于连续制备低露点低温干燥空气的装置，主要由以下部分组成：初效空气过滤器、引风装置、一级表面冷媒冷却器、转轮除湿机、一级深冷冷媒冷却器、二级深冷冷媒冷却器、箱体，在箱体的端部设有气体进口，在箱体的尾部设有气体出口，在箱体内由端部至尾部依次设有初效空气过滤器、引风装置、一级表面冷媒冷却器、转轮除湿机、一级深冷冷媒冷却器、二级深冷冷媒冷却器，所述的初效空气过滤器、引风装置、一级表面冷媒冷却器、转轮除湿机、一级深冷冷媒冷却器、二级深冷冷媒冷却器通过风道依次串联。

所述的低露点低温干燥空气的连续制备装置中的转轮除湿机由转轮和空气再生装置组成，所述的转轮由圆心径向分为除湿区、再生区和再除区，三个分区之间分别设有隔板，在转轮的接近一级深冷冷媒冷却器的一面设有再生空气加热器、再生空气加热器的左边设有再生空气初效过滤器，再生空气加热器和再生空气初效过滤器由风道串联，在转轮的另一面设有再生空气风机，再生空气直接取自于环境，并经再生空气初效过滤器和再生空气加热器加热到60℃～80℃，用于转轮的再生区，穿过转轮后气体经再生空气风机排回环境。再除区的气体取自于经过除湿处理后的干燥空气，再除空气只占除湿气体的一小部分，而且经过再除区后的气体回到主气体中。三个分区间分别有隔板，确保了各区相应的气流可以按照相应的要求流动，满足相应的功能要求。

所述的低露点低温干燥空气的连续制备装置中在箱体的气体出口端还设有加热器。在转轮除湿机和一级深冷冷媒冷却器之间设有露点监测器。在箱体的气体出口处设有温度监测器。为了满足医药或食品行业的的无菌要求，还可以在箱体的气体出口处增设中效和高效过滤器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型的设备制备的空气更干燥、露点更低，在本实用新型中除湿过程是采用两级除湿，即先是通过一级表面冷媒冷却器冷却除湿后再进入三区设计的转轮除湿机进一步除湿，确保了整个除湿过程在短时间内完成，同时可以获得更好的除湿效果，可以达到绝对含水量为0.0003g水/kg干空气，露点达到-80℃～-90℃。

2、本实用新型制备的空气温度更低，且不会出现水汽由于温度过低而在换热器表面冷凝的现象，由于空气已经先经过了一级表面冷媒冷却器后经过三区设计的转轮除湿机的除湿，转轮除湿机通过三区将除湿和再生、再除方式相结合，解决了转轮的连续除湿能力问题，确保了低露点气体的获得，解决了气体深冷时容易在冷媒的蒸发换热器上结冰影响制冷效果的问题，再经过串联的两级深冷的冷媒冷却器，就可以将空气冷却到-65℃～-70℃，因此，对于医药、食品和生化产品等的品质保持所需的低温低露点环境非常适用。

3、本实用新型最后的气体温度可控，由于在出口处设置了加热器，可以根据生产要求将最后的气体加热到需要的温度用于下一工序。

4、本实用新型的制备方法生产成本低，操作简便，由于不需要用液氮或者液体二氧化碳来冷却，采用了常规操作，大大地减少了过去对获得低温低露点气体所需的高额设备制作要求、配套费用和低温流体费用，大大降低了生产成本，简化了生产工艺，同时节省了能源。

5、本实用新型生产的气体可以满足少菌无菌的要求，由于本实用新型的装置在气体进口上设有空气初效过滤器，在本系统的出口处还可以设置中效和高效气体过滤器，达到和满足医药、食品和生化产品等的少菌或无菌要求。

附图说明

图1是本实用新型的工艺流程示意图。

图2是本实用新型三区设计的转轮示意图。

图3是本实用新型三区设计的转轮再生空气风路示意图。

具体实施方式

下面结合图1、图2和图3，对本实用新型作详细说明：

实施例1

一种低露点低温干燥空气的连续制备装置，主要由以下部分组成：初效空气过滤器1、引风装置2、一级表面冷媒冷却器3、转轮除湿机4、一级深冷冷媒冷却器5、二级深冷冷媒冷却器6、箱体，在箱体的端部设有气体进口，在箱体的尾部设有气体出口，在箱体内由端部至尾部依次设有初效空气过滤器1、引风装置2、一级表面冷媒冷却器3、转轮除湿机4、一级深冷冷媒冷却器5、二级深冷冷媒冷却器6，所述的初效空气过滤器1、引风装置2、一级表面冷媒冷却器3、转轮除湿机4、一级深冷冷媒冷却器5、二级深冷冷媒冷却器6通过风道依次串联。常温的环境空气由引风装置2抽吸经初效过滤器1进入一级表面冷媒冷却器3，在此，气体被冷却，空气中的水分在一级表面冷媒冷却器3的蒸发器上结露，空气中的一部分水分被除去，初步除湿后的空气再经过转轮除湿机4吸附空气中的剩余水分，此步骤结束后得到绝对含水量小于等于0.0003g水/kg的干燥空气，其实际的露点已到-80℃～-90℃。经过两次除湿后的空气进入一级深冷冷媒冷却器5进行热交换，在此空气被再次冷却，达到-35℃～-40℃，空气随后再进入二级深冷冷媒冷却器6进行换热，冷却至-65℃～-70℃，最后经加热器7调节至适当温度后供应下一个工序。

其中的转轮除湿机4由转轮和空气再生装置组成，所述的转轮由圆心径向分为除湿区41、再生区42和再除区43，三个分区之间分别设有隔板，见图1和图2，在转轮的接近一级深冷冷媒冷却器5的一面设有再生空气加热器45、再生空气加热器45的左边设有再生空气初效过滤器44，再生空气加热器45和再生空气初效过滤器44由风道串联，在转轮的另一面设有再生空气风机46。再生空气直接取自于环境，并经再生空气初效过滤器44和再生空气加热器45加热到60-80℃，用于转轮的再生区42，穿过转轮后气体经再生空气风机46排回环境，再除区43的气体取自于经过除湿处理后的干燥空气，经过转轮除湿机后回到主气体中。除湿区41、再生区42和再除区43的三区设计配合空气再生装置，保证了转轮除湿机的再生后再次除湿的效果，空气经过加热器45的加热达到一定温度，这样可以保证除湿的效果更好，加热器可以采用电加热器也可以采用其他的常规加热元器件。这种三区设计解决了气体深冷时容易在冷媒的换热器上结冰影响制冷效果的问题。其中转轮可以单独由电动马达驱动，也可以和整个装置共用驱动系统。由图3可以看出整个的气体回路是环境空气经过初效空气过滤器1、一级表面冷媒冷却器3后进入到转轮除湿机4的除湿区41，经过除湿区41除湿后出来的空气分为两路，一路进入下一步的深冷，另一路回到转轮除湿机4的再除区43，经过再除区43后的气体回到主气体中，继续循环，这样可以减少再生区42的面积，提高效率。从环境空气经过滤和加热后的再生空气进入转轮除湿机4的再生区42，把吸附有水分的转轮再生，即脱除转轮的水分，由再生区42出来的高含湿气体经再生空气风机排出回到环境中。

为了控制气体的温度，还可以在整个装置的箱体的气体出口端设有加热器7，加热器7可以采用电加热或者其余的加热元件。在转轮除湿机4和一级深冷冷媒冷却器5之间可以设有露点监测器8，监控经过转轮除湿机除湿后的空气的温度，露点检测器8可以采用VAISALA露点仪，型号为DNT142C3。在箱体的气体出口处设有温度监测器9，可以更好的监测出口气体的温度，保证达到下一工序的温度要求，温度监测器可以采用PT-100的温度传感器和Honeywell的DC-1020C数字显示器。虽然在气体入口处设有初效过滤器1，可以对环境空气进行初步过滤，但有时为了达到医药或者食品行业的少菌或者无菌的要求，在箱体的气体出口处还可以设有中效和高效过滤器，对最后的空气进行进一步的过滤。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的实际替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其他变形和改变。

Claims (6)

1、一种用于连续制备低露点低温干燥空气的装置，其特征在于主要由以下部分组成：初效空气过滤器(1)、引风装置(2)、一级表面冷媒冷却器(3)、转轮除湿机(4)、一级深冷冷媒冷却器(5)、二级深冷冷媒冷却器(6)、箱体，在箱体的端部设有气体进口，在箱体(10)的尾部设有气体出口，在箱体内由端部至尾部依次设有初效空气过滤器(1)、引风装置(2)、一级表面冷媒冷却器(3)、转轮除湿机(4)、一级深冷冷媒冷却器(5)、二级深冷冷媒冷却器(6)，所述的初效空气过滤器(1)、引风装置(2)、一级表面冷媒冷却器(3)、转轮除湿机(4)、一级深冷冷媒冷却器(5)、二级深冷冷媒冷却器(6)依次由风道串联。

2、根据权利要求1所述的连续制备低露点低温干燥空气的装置，其特征在于所述的转轮除湿机(4)由转轮和空气再生装置组成，所述的转轮由圆心径向分为除湿区(41)、再生区(42)和再除区(43)，三个分区间分别设有隔板，在转轮的接近一级深冷冷媒冷却器(5)的一面设有再生空气加热器(45)、再生空气加热器(45)的左边设有再生空气初效过滤器(44)，再生空气初效过滤器(44)通过风道和再生空气加热器(45)串联，在转轮的另一面设有再生空气风机(46)，再生空气直接取自于环境，并经再生空气初效过滤器(44)和再生空气加热器(45)加热到60℃～80℃，用于转轮的再生区，穿过转轮后气体经再生空气风机(46)排回环境，再除区(43)的气体取自于经过除湿处理后的干燥空气，经过转轮除湿机后回到主气体中。

3、根据权利要求1所述的低露点低温干燥空气的连续制备装置，其特征在于在箱体的气体出口端还设有加热器(7)。

4、根据权利要求1所述的连续制备低露点低温干燥空气的装置，其特征在于在转轮除湿机(4)和一级深冷冷媒冷却器(5)之间设有露点监测器(8)。

5、根据权利要求1所述的低露点低温干燥空气的连续制备装置，其特征在于在箱体的气体出口处设有温度监测器(9)。

6、根据权利要求1所述的低露点低温干燥空气的连续制备装置，其特征在于在箱体的气体出口处设有中效和高效过滤器。

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